利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝的製作方法

2023-04-29 06:46:31 1

利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝，其包括如下步驟：a、提供所需的晶矽電池片，所述晶矽電池片的正面具有阻擋保護層；b、將上述晶矽電池片的背面放置浸泡在四甲基氫氧化銨溶液中，以對晶矽電池片的背面進行所需的去結拋光，並通過阻擋保護層對晶矽電池片的正面進行保護；四甲基氫氧化銨溶液的濃度為2%~5%，溫度為68℃~72℃，晶矽電池片浸泡在四甲基氫氧化銨溶液的時間為180s~250s；c、利用等離子水對晶矽電池片進行清洗。本發明工藝步驟簡單，能大大降低太陽能電池的生產成本，提高製備太陽能電池片的開路電壓，減少太陽能電池片的邊緣缺陷，提高太陽能電池的轉換效率，安全可靠。
【專利說明】利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種背面拋光工藝，尤其是一種利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電 池背面拋光工藝，屬於太陽能光伏的【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 化石能源(煤、石油、天然氣)是當前全球能源消費結構的主體。隨著人類的不斷開 採，化石能源的枯竭不可避免。此外，化石能源在使用過程中會產生大量的溫室氣體C0 2,導 致全球氣候變暖、海平面上升等一系列嚴重的環境問題，大力開發清潔能源成為今後的人 類發展趨勢。從安全性、實用性以及使用資源方面考慮，只有太陽能是唯一能夠保證人類能 源需求的能量來源。因此，各國政府高度重視光伏產業的發展，出臺了一系列鼓勵和扶持政 策。
[0003] 隨著各國的太陽能電池製造業持續投入，太陽能電池的品質和轉化效率得到了大 幅的提高，同時產品的生產成本也得到了有效的降低。常規工藝的晶矽電池中，傳統的去結 工藝採用的是國外進口的高精度溼法刻蝕設備，利用腐蝕液體的表面張力，使電池片僅背 面及四周接觸腐蝕液而正面理論上與腐蝕溶液不接觸，俗稱"水上漂"工藝，也叫溼法刻蝕 工藝。
[0004] 按照上述現有的工藝進行去結時，由於電池片四周也接觸腐蝕液，故省去了等離 子刻蝕步驟。但是，工藝對設備的精度要求較高，要求液面不能有大的抖動，否則會使液面 漫過電池片的正面邊緣的P-N結腐蝕掉，同時減少正面的受光面積，且易導致印刷後正負 極接通導致漏電，從而影響電池片的轉換效率，此外，還需要精確測量和補充、更換腐蝕液， 對硝酸及氫氟酸產生的廢水廢氣處理成本較高，整套的工藝設備基本靠高價進口，因而增 加了太陽能電池片生產成本，不利於光伏行業的長期發展。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種利用四甲基氫氧化銨溶液 的太陽能電池背面拋光工藝，其工藝步驟簡單，能大大降低太陽能電池的生產成本，提高制 備太陽能電池片的開路電壓，減少太陽能電池片的邊緣缺陷，提高太陽能電池的轉換效率， 安全可靠。
[0006] 按照本發明提供的技術方案，所述利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋 光工藝，所述太陽能電池背面拋光工藝包括如下步驟： a、 提供所需的晶矽電池片，所述晶矽電池片的正面具有阻擋保護層； b、 將上述晶矽電池片的背面放置浸泡在四甲基氫氧化銨溶液中，以對晶矽電池片的背 面進行所需的去結拋光，並通過阻擋保護層對晶矽電池片的正面進行保護；四甲基氫氧化 銨溶液的濃度為29Γ5%，溫度為68°C ~72°C，晶矽電池片浸泡在四甲基氫氧化銨溶液的時間 為 180s?250s ; c、 利用等離子水對晶矽電池片進行清洗。
[0007] 還包括步驟d、將清洗後的晶矽電池片放置浸泡在HF溶液中，以將晶矽電池片正 面的阻擋保護層進行去除，HF溶液的濃度為29Γ5%，晶矽電池片的浸泡時間為150s~250s ; e、利用等離子水對晶矽電池片進行清洗。
[0008] 所述阻擋保護層為二氧化矽層。
[0009] 所述步驟a中，包括如下步驟： al、晶矽電池片的正面具有阻擋保護層，晶矽電池片的背面具有二氧化矽層； a2、利用HF溶液去除晶矽電池片背面的二氧化矽層，HF溶液的濃度為109Γ20%，晶矽電 池片的背面浸泡在HF溶液中的時間為l(T3〇 S。
[0010] 所述步驟c中，利用等離子水對晶娃電池清洗300s。
[0011] 所述步驟e中，利用等離子水對晶娃電池片清洗300s。
[0012] 利用HF溶液去除晶矽電池片背面的二氧化矽層後，利用等離子水對晶矽電池片 進行清洗，並將清洗後的晶矽電池片進行吹乾。
[0013] 本發明的優點；利用四甲基氫氧化銨溶液對晶矽電池片的背面進行去結拋光，通 過阻擋保護層能對晶矽電池片的正面進行保護，利用四甲基氫氧化銨溶液對晶矽電池片的 背面進行去結拋光時不引入金屬離子，工藝操作方便，能降低對晶矽電池片背面拋光才成 本，能大大降低太陽能電池的生產成本，提高製備太陽能電池片的開路電壓，減少太陽能電 池片的邊緣缺陷，提高太陽能電池的轉換效率，安全可靠。

【具體實施方式】
[0014] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0015] 為了能大大降低太陽能電池的生產成本，提高製備太陽能電池片的開路電壓，減 少太陽能電池片的邊緣缺陷，提高太陽能電池的轉換效率，本發明對太陽能電池背面拋光 工藝包括如下步驟： a、提供所需的晶矽電池片，所述晶矽電池片的正面具有阻擋保護層； 一般地，將晶矽電池片放置時間較長（3個小時以上)，便會在晶矽電池片的正面以及背 面氧化一層二氧化矽層，即晶矽電池片正面的阻擋保護層為二氧化矽層。當晶矽電池片的 背面具有二氧化矽層時，四甲基氫氧化銨溶液無法直接接觸晶矽電池片的矽表面，因此在 對晶矽電池片的背面拋光前，先要去除晶矽電池片的二氧化矽層。此外，在對晶矽電池片背 面的進行拋光時，需要對晶矽電池片的正面進行保護，本發明實施例中，將對晶矽電池片背 面的去結、拋光工藝安排在擴散製備方塊電阻之後，以在晶矽電池片的正面得到二氧化矽 純膜，同時在晶矽電池片的背面得到薄的二氧化矽層。
[0016] 對於晶矽電池片背面的二氧化矽層去除可以採用常規的工藝步驟。本發明實施例 中，對晶矽電池片背面的二氧化矽去除包括如下步驟： al、晶矽電池片的正面具有阻擋保護層，晶矽電池片的背面具有二氧化矽層； a2、利用HF溶液去除晶矽電池片背面的二氧化矽層，HF溶液的濃度為109Γ20%，晶矽電 池片的背面浸泡在HF溶液中的時間為l(T3〇 S。
[0017] 利用HF溶液去除晶矽電池片背面的二氧化矽層後，利用等離子水對晶矽電池片 進行清洗，並將清洗後的晶矽電池片進行吹乾。
[0018] 在具體實施時，利用水平清洗機對晶矽電池片的背面的二氧化矽層進行去除，使 得晶矽電池片背面邊緣的二氧化矽層被去掉，而晶矽電池片正面的二氧化矽層儘量少的損 失，從而得到背面沒有二氧化矽層，而在晶矽電池片的正面具有阻擋保護層。利用HF溶液 去除晶矽電池片背面的二氧化矽後，利用等離子水進行清洗，然後利用氮氣或壓縮空氣進 行吹乾，所述清洗以及吹乾步驟為本【技術領域】常用的工藝步驟，此處不再贅述。
[0019] b、將上述晶矽電池片的背面放置浸泡在四甲基氫氧化銨溶液中，以對晶矽電池片 的背面進行所需的去結拋光，並通過阻擋保護層對晶矽電池片的正面進行保護；四甲基氫 氧化銨溶液的濃度為29Γ5%，溫度為68°C ~72°C，晶矽電池片浸泡在四甲基氫氧化銨溶液的 時間為180s?250s ; 本發明實施例中，由於晶矽電池片的正面具有阻擋保護層，而晶矽電池片的背面沒有 二氧化矽層，因此晶矽電池片背面的矽能直接與四甲基氫氧化銨溶液接觸。利用四甲基氫 氧化銨對矽各向異性溼法腐蝕的有機鹼，與矽反應方程式為： 2 (CH3) 4N0H+Si+H20 - [ (CH3) 4N] 2Si03+H2 個 四甲基氫氧化銨溶液與矽的反應本身不引人金屬離子，不與二氧化矽反應，溶液無毒， 是一種理想的矽溼法腐蝕液，將四甲基氫氧化銨作為腐蝕液引入工業化太陽能電池生產， 減少太陽能電池片的邊緣缺陷，提高太陽能電池的轉換效率。
[0020] c、利用等離子水對晶矽電池片進行清洗。
[0021] 本發明實施例中，利用四甲基氫氧化銨對晶矽電池片的背面拋光後，利用等離子 水對晶矽電池清洗300s。利用等離子水對晶矽電池進行清洗為本發明常用的步驟。
[0022] 還包括步驟d、將清洗後的晶矽電池片放置浸泡在HF溶液中，以將晶矽電池片正 面的阻擋保護層進行去除，HF溶液的濃度為29Γ5%，晶矽電池片的浸泡時間為150s~250s ; 本發明實施例中，在晶矽電池片生產時，還需要將晶矽電池片正面的二氧化矽層去除， 利用HF溶液對晶矽電池片進行去除。
[0023] e、利用等離子水對晶矽電池片進行清洗。利用等離子水對晶矽電池片清洗300s。
[0024] 本發明利用四甲基氫氧化銨溶液對晶矽電池片的背面進行去結拋光，通過阻擋保 護層能對晶矽電池片的正面進行保護，利用四甲基氫氧化銨溶液對晶矽電池片的背面進行 去結拋光時不引入金屬離子，工藝操作方便，能降低對晶矽電池片背面拋光才成本，能大大 降低太陽能電池的生產成本，提高製備太陽能電池片的開路電壓，減少太陽能電池片的邊 緣缺陷，提高太陽能電池的轉換效率，安全可靠。
【權利要求】
1. 一種利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝，其特徵是，所述太陽能 電池背面拋光工藝包括如下步驟： (a) 、提供所需的晶矽電池片，所述晶矽電池片的正面具有阻擋保護層； (b) 、將上述晶矽電池片的背面放置浸泡在四甲基氫氧化銨溶液中，以對晶矽電池片的 背面進行所需的去結拋光，並通過阻擋保護層對晶矽電池片的正面進行保護；四甲基氫氧 化銨溶液的濃度為29Γ5%，溫度為68°C ~72°C，晶矽電池片浸泡在四甲基氫氧化銨溶液的時 間為180s?250s ; (c) 、利用等離子水對晶矽電池片進行清洗。
2. 根據權利要求1所述的利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝，其特 徵是，還包括步驟（d)、將清洗後的晶矽電池片放置浸泡在HF溶液中，以將晶矽電池片正面 的阻擋保護層進行去除，HF溶液的濃度為29Γ5%，晶矽電池片的浸泡時間為150s~250s ; (e)、利用等離子水對晶矽電池片進行清洗。
3. 根據權利要求1或2所述的利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝， 其特徵是，所述阻擋保護層為二氧化矽層。
4. 根據權利要求1所述的利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝，其特 徵是，所述步驟（a)中，包括如下步驟： (al)、晶矽電池片的正面具有阻擋保護層，晶矽電池片的背面具有二氧化矽層； (a2)、利用HF溶液去除晶矽電池片背面的二氧化矽層，HF溶液的濃度為109Γ20%，晶矽 電池片的背面浸泡在HF溶液中的時間為l(T3〇S。
5. 根據權利要求1所述的利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝，其特 徵是，所述步驟（c)中，利用等離子水對晶矽電池清洗300s。
6. 根據權利要求2所述的利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝，其特 徵是，所述步驟（e)中，利用等離子水對晶矽電池片清洗300s。
7. 根據權利要求4所述的利用四甲基氫氧化銨溶液的太陽能電池背面拋光工藝，其特 徵是，利用HF溶液去除晶矽電池片背面的二氧化矽層後，利用等離子水對晶矽電池片進行 清洗，並將清洗後的晶矽電池片進行吹乾。
【文檔編號】H01L31/18GK104143591SQ201410399282
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月14日 優先權日:2014年8月14日
【發明者】杜正興, 陳烈軍, 丁志強 申請人:無錫尚品太陽能電力科技有限公司